Bezeichnung der Erfindung
Anordnung zur Herstellung von Formkörpern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Betonformsteinen, mit einem Formeinsatz, der ein oder mehrere, mit Betonmasse zu füllende Formnester aufweist und auf einer Rüttelplatte aufsetzbar ist und mit einem den Formeinsatz haltenden Formrahmen, wobei Innenseiten des Formrahmens und Außenseiten des Formeinsatzes ineinandergreifende Vorsprünge und Vertiefungen aufweisen, zwischen deren einander zugekehrten Flächen Dämpfungsmittel angeordnet sind.
Eine derartige Anordnung ist durch die DE 195 08 152 A1 bekannt. Dort werden zur Schwingungsdämpfung elastische Dämpfungsplatten aus Gummi oder Kunststoff verwendet. Die Dämpfungsplatten sind auf den einander zugekehrten Flächen der im Querschnitt dreieckförmigen Vorsprünge und Vertiefungen angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der einleitend genannten Art anzugeben, bei welcher auf einfache Weise eine Veränderung der dynamischen Eigenschaften der Dämpfungsmittel möglich ist.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Durch die Ausführung wenigstens eines Teils der Dämpfungsmittel als verformbare Hohlkörper, welche mit einem druckbeaufschlagbaren Fluid gefüllt sind, kann auf einfache Weise durch Variation des Fluiddrucks das Verhalten der Dämpfungsmittel verändert und insbesondere ein bestimmtes gewünschtes
BESTATIGUNGSKOPIE
Verhalten eingestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann insbesondere das dynamische Verhalten der Dämpfungsmittel an die Konsistenz der einzufüllenden Betonmasse, z. B. hinsichtlich Feuchtigkeitsgehalt oder Korngröße, angepasst werden. Ferner kann vorteilhafterweise auch während eines Rüttelvorgangs das dynamische Verhalten nach einem vorgegebenen Muster und/oder nach Vorgabe einer Parameter des Rüttelvorgangs fortlaufend überwachenden Überwachungseinrichtung variiert werden.
Das Ineinandergreifen der Vorsprünge und Vertiefungen sei insbesondere dadurch charakterisiert, dass sich Vorsprünge und Vertiefungen horizontal, d. h. parallel zur Fläche der Rüttelplatte, überlappen, so dass sich einander zugekehrte Flächen der Vorsprünge und der Vertiefungen vertikal gegenüberstehen. Die einander zugekehrten Flächen der Vorsprünge und Vertiefungen sind wie beim Stand der Technik gemäß der DE 195 08 152 A1 voneinander beabstandet und in die im folgenden als Lücken bezeichneten Räume zwischen den einander zugekehrten Flächen sind Dämpfungsmittel eingefügt. Über die Flächen und die Dämpfungsmittel können Kräfte zwischen Formrahmen und Formeinsatz wirken.
Von der Funktion sind insbesondere zwei Arten von Lücken einer erfindungsgemäßen Anordnung unterscheidbar. Bei einer ersten Art von Lücken werden vertikal nach unten gerichtete Kräfte vom Formrahmen auf den Formeinsatz übertragen, welche den Formeinsatz auf die Rüttelplatte drücken und den Rüttelkräften von der Rüttelplatte auf den Formeinsatz entgegenwirken. Die Dämpfungsmittel in den Lücken erster Art sind von besonderer Bedeutung für das Verhalten des Formeinsatzes im Formrahmen während des Rüttelvorgangs und damit auch bevorzugt gemäß der Erfindung als Hohlkörper ausgeführt. Die Lücken erster Art mit eingefügten
Dämpfungsmitteln sind vorteilhafterweise an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten von Formrahmen und Formeinsatz, vorzugsweise an allen vier Seiten vorgesehen.
Als Lücken zweiter Art seien Räume mit Dämpfungsmitteln zwischen sich vertikal beabstandet zugekehrten Flächen von Vorsprüngen und Vertiefungen an Formeinsatz und Formrahmen bezeichnet, über welche vertikale Kräfte zwischen Formrahmen und Formeinsatz wirken, welche den Kräften in den Lücken erster Art entgegengerichtet sind. Während eine Verschiebung des Formeinsatzes relativ zum Formrahmen innerhalb der begrenzten Beweglichkeit nach oben eine Verringerung der Lücke erster Art unter Deformation der dortigen Dämpfungsmittel bewirkt, bewirkt dieselbe Relativverschiebung in den Lücken erster Art eine Vergrößerung der Lücken und eine Entspannung dort befindlicher Dämpfungsmittel. Entsprechendes gilt bei gegenläufiger Relativverschiebung des Formeinsatzes bezüglich des Formrahmens. Die Lücken zweiter Art können auch durch andere elastische Elemente wie z. B. elastische Stahlklammern oder dergleichen ersetzt sein oder ganz entfallen.
Fluidgefülite Hohlkörper sind in Verbindung mit Betonstein-Formmaschinen an sich bekannt, allerdings in anderer Funktion und Anordnung als bei der vorliegendenErfindung. In der DE 30 49 492 A1 ist z. B. eine Formmaschine für Betonrohre beschrieben, bei welcher die innere Rohrschalung über einen fluidgefüllten Hohlspannring mit einer innenliegenden Unwucht- Rütteleinrichtung verspannt ist. Die DE 42 12 702 A1 zeigt eine aufblasbare Manschette um einen Teil eines Formsteins.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind fluidgefülite Hohlkörper als Dämpfungsmittel in den Lücken erster Art vorgesehen. In
gegebenenfalls vorhandenen Lücken zweiter Art können Dämpfungsmittel z. B. der aus dem Stand der Technik bekannten Art angeordnet sein.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, in den Lücken erster Art Dämpfungsmittel aus elastisch komprimierbarem Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi vorzusehen und fluidgefülite Hohlkörper als veränderbare Dämpfungsmittel in den Lücken zweiter Art anzuordnen. Die Hohlkörper ermöglichen dabei günstigerweise eine veränderliche anfängliche Verformung der Dämpfungsmittel in den oberen Lücken und damit eine Art Arbeitspunkteinstellung dieser selbst nicht einstellbaren Dämpfungsmittel.
Vorzugsweise sind alle Hohlkörper in Lücken gleicher Art mit demselben Fluiddruck beaufschlagt, vorzugsweise aus derselben Fluidquelle. Die mehreren mit gleichem Druck beaufschlagten Hohlkörper sind vorteilhafterweise über eine gemeinsame Zuleitung von der Fluidquelle gespeist und untereinander über ein Leitungssystem, insbesondere eine Ringleitung, welche vorzugsweise innerhalb des Rahmens geführt oder ausgebildet ist, verbunden. Das Leitungssystem kann vorteilhafterweise ein Ventil und/oder einen Schlauchanschluss für den Ein- und Auslass des Fluids aufweisen. Das Ventil kann vorteilhafterweise als ein entsperrbares
Rückschlagventil ausgebildet sein. In dem Fluid-Leitungssystem kann ein Druckspeicher, insbesondere mit regelbarem Druck vorgesehen sein.
In wieder anderer Ausführung können sowohl in Lücken erster Art und zweiter Art fluidgefülite Hohlkörper als Dämpfungsmittel vorgesehen sein. Die Hohlkörper in den Lücken erster Art können auf ein anderes dynamisches Dämpfungsverhalten einstellbar sein, als in den Lücken zweiter Art, was z. B. durch unterschiedliche Fluiddrucke aus zwei getrennten Fiuidquellen und/oder durch andere Querschnitte der Hohlkörper und/oder andere Verläufe der
Flächen an Vorsprüngen und Vertiefungen erzielt werden kann.
Die Hohlkörper sind vorteilhafterweise als druckfeste Hohlprofile mit flexiblen Wänden ausgeführt, insbesondere als Schläuche, und erstrecken sich vorzugsweise über wenigstens 75 % der jeweiligen Seitenlänge des Formeinsatzes. Eine Zuführung von Fluid zu derartigen langgestreckten Hohlkörpern kann vorteilhafterweise von der Seitenmitte oder von einer Ecke aus erfolgen. Die einander zugekehrten Flächen von Formrahmen und Formeinsatz verlaufen gemäß einer ersten Ausführungsform parallel zueinander. Die Hohlkörper können in Aussparungen einliegen, welche in die Flächen der Vorsprünge oder Vertiefungen an Formrahmen und Formeinsatz gegenüber ebenen Flächenverläufen eingearbeitet sind. Die Länge der Aussparungen in Seitenrichtung kann auf die Längen der Hohlkörper abgestimmt oder bei kürzeren Hohlkörpern auch über die gesamte Seitenlänge durchgehend sein.
Die einander zugekehrten Flächen von Formeinsatz und Formrahmen können auch einzeln oder beide von der jeweils anderen Fläche weg gewölbt sein, so dass die dazwischen gebildete Lücke von einem in der Mitte größeren Wandabstand sich nach beiden Rändern hin verengt.
Zur Veränderung des Fluiddrucks kann eine Pumpeneinheit zur Befüllung und zum Druckaufbau temporär mit dem Leitungssystem verbindbar sein. Der aufgebaute Druck bleibt durch Absperren der Zuleitung auch nach Entfernen der Pumpeneinheit erhalten. Vorteilhafterweise ist hierbei ein gegebenenfalls regelbarer Druckspeicher mit dem Hohlkörper bzw. einem mehrere Hohlkörper verbindenden Leitungssystem verbunden. In anderer bevorzugter Ausführungsform kann eine steuerbare und/oder regelbare Pumpeinheit auch während des Rüttelvorgangs an die Zuleitung bzw. das Leitungssystem
angeschlossen sein. Hierbei kann vorteilhafterweise ein Druckspeicher zwischen Pumpeneinheit und Hohlkörper bzw. Leitungssystem angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann auch während des Formvorganges der Druck in den Hohlkörpern verändert und z.B. wechselnden Betriebsbedingungen, beispielsweise bei Verwendung von Kern- und Vorsatzbeton in zwei aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten, angepasst werden, wodurch die dynamischen Eigenschaften der Dämpfungsmittel flexible an unterschiedliche, auch schrittweise oder kontinuierlich variierende Randbedingungen fortlaufend anpassbar sind.
Durch Einfügen einer gegebenenfalls einstellbaren Querschnittsverengung in die Leitungsverbindung zwischen Hohlkörper einerseits und Druckspeicher oder Fluidquelle andererseits kann eine Frequenzabhängigkeit des dynamischen Verhaltens in der Weise eingestellt werden, dass die Hohlkörper gegenüber Bewegungen des Formeinsatzes bei der Grundfrequenz sich weicher verhalten als bei höheren Frequenzen. Insbesondere bei schräg verlaufenden Flächen der Lücken erster Art kann hierbei günstigerweise die vertikal angeregte Bewegung des Formeinsatzes umgesetzt werden in eine zusätzliche horizontale Rüttelbewegung des Formeinsatzes.
Die an Lücken erster und zweiter Art einander zugewandten Flächen von Formrahmen und Formeinsatz sind vorteilhafterweise gegen die Horizontalebene geneigt, vorzugsweise um einen Winkel zwischen 30° und 60°. Zusätzliche, insbesondere auch vertikale einander zugewandte Flächen von Formrahmen und Formeinsatz unter Zwischenfügung von Dämpfungsmitteln können vorgesehen sein. Die veränderlich druckbeaufschlagbaren Hohlkörper können zusätzlich unter unterschiedlicher, insbesondere gegenphasiger Druckmodulation von an gegenüberliegenden Seiten des Formeinsatzes angeordneten Hohlkörpern zur gezielten Anregung einer horizontalen
Rüttelbewegung des Formeinsatzes herangezogen werden.
Als Fluid kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder eine Kombination von Gas und Flüssigkeit eingesetzt sein. Vorzugsweise ist als Fluid ein Öl oder eine synthetische Flüssigkeit wie aus Hydraulikanwendungen bekannt eingesetzt.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Formmaschine mit auf den Rütteltisch abgesetzter Form, teilweise geschnitten,
Fig. 2 eine vergrösserte Teil-Draufsicht der Form nach Fig. 1 , teilweise geschnitten,
Fig. 3 eine vergrösserte Schnittdarstellung der Verbindungsstelle zwischen Formrahmen und Formeinsatz,
Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 und
Fig. 5 einen Schnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 3 und
Fig. 6 eine alternative Form von Flächen an Formeinsatz und
Formrahmen,
Fig. 7 eine weitere Anordnung von Hohlkörpern.
Fig. 8 eine Anordnung mit horizontalen und vertikalen Lücken
Der Formrahmen 1 einer Form 2 zur maschinellen Herstellung von Betonformsteinen besteht aus zwei parallelen Längs-Rahmenteilen 3 und zwei parallelen Quer-Rahmenteilen 4, die an den vier Ecken des Formrahmens 1 durch Schrauben 5 miteinander lösbar verbunden sind (Fig. 2). An den Quer- Rahmenteilen 4 befindet sich jeweils aussen eine Flanschleiste 6 zur
Befestigung des Formrahmens 1 am Hubrahmen 7 einer Formmaschine 8. In den Formrahmen 1 ist ein Formeinsatz 9 mit mehreren Formnestern 10 eingesetzt und frei schwingbar mit dem Formrahmen 1 verbunden. Der Formeinsatz 9 ist auf der Rüttelplatte des Rütteltischs 11 der Formmaschine 8 abgesetzt.
Die Längs- und Quer-Rahmenteile 3, 4 des Formrahmens 1 weisen an ihren Innenseiten in Längsrichtung verlaufende, dreieckförmige Vertiefungen 12 auf. In die Vertiefungen 12 greifen ebenfalls dreieckförmig ausgebildete Vorsprünge 13 des Formeinsatzes 9 ein, die an allen vier oder nur an zwei gegenüberliegenden Außenseiten des rechteckförmigen Formeinsatzes 9 angeordnet sind. Die Anordnung ist so getroffen, dass zwischen den einander zugekehrten oberen Flächen 14, 15 der Vertiefungen 12 und der Vorsprünge 13 eine Lücke 16 erster Art und zwischen unteren Flächen 34, 35 eine Lücke 36 zweiter Art vorhanden sind, die Relativbewegungen des Formeinsatzes 9 gegenüber dem Formrahmen 1 zulassen. Die Länge der Vertiefungen 12 und der Vorsprünge 13 entspricht vorzugsweise etwa der jeweiligen Seitenlänge des Formeinsatzes 9. In die Lücken 16 sind wenigstens an zwei gegenüberliegenden, vorzugsweise allen vier Seiten des Formrahmens Hohlkörper 17 eingelegt, die mit einem Fluid 18, beispielsweise Öl gefüllt sind. Es kann auch eine andere, leichte und reibungsarme Flüssigkeit oder ein Gas oder eine Kombination von Gas und Flüssigkeit verwendet werden. In die unteren Lücken 36 zweiter Art sind in an sich aus der DE 195 08 152 A1 bekannten Art Dämpfungsplatten aus elastisch komprimierbarem Material 37
eingefügt.
Die Hohlkörper 17 stehen im Ausgangszustand mit druckbeaufschlagtem Fluid bereits durch Deformation unter Vorspannung, wodurch auch die Dämpfungsplatten 37 vorkomprimiert sind. Der Formrahmen wird in der Formmaschine nach unten gedrückt und presst den Formeinsatz auf die Rüttelplatte. Dabei erfahren die Hohlkörper 17 eine weitere zu einer höheren Flächenandrückkraft an Flächen 14, 15 führende Verformung mit größerer Berührungsfläche von Hohlkörper 17 und Flächen 14, 15 und/oder eine Steigerung des Fluiddrucks in den Hohlkörpern 17. Mit Einsetzen des
Rüttelvorgangs wirkt von der Rüttelplatte eine Rüttelkraft auf den Formeinsatz, welche eine zusätzliche periodisch variierende Kraft auf die Hohlkörper 17 bewirkt.
Die Länge jedes Hohlkörpers 17 entspricht etwa der jeweiligen Seitenlänge des Formeinsatzes 9. Jeder Hohlkörper 17 weist einen Einlassstutzen 19 auf, der in eine Bohrung 20 des Formrahmens 1 hineinragt (Fig. 3). In die Bohrung 20 ist eine Verschlussschraube 21 eingeschraubt, die auf den Einlassstutzen 19 drückt und ihn in der Bohrung 20 hält und zur Abdichtung dient. Das dem Einlassstutzen 19 zugewandte Ende der Verschlussschraube 21 weit eine Sackbohrung 22 mit Querbohrungen 23 auf. Die Bohrung 20, und über die Querbohrungen 23 und die Sackbohrung 22 auch der Hohlkörper 17, steht mit einer Ringleitung 24 in Verbindung, die im Formrahmen 1 angeordnet ist und alle vier Hohlkörper 17 miteinander verbindet. Für den Zu- und Abfluss des Fluids 18 weist die Ringleitung 24 ein entsperrbares Rückschlagventil 25 mit einem Schlauchanschluss 26 auf, der von aussen zugänglich ist und sich am Formrahmen 1 befindet. Das Rückschlagventil 25 ist ein handelsübliches Teil und ist im Normalzustand stets geschlossen. Erst beim Ankuppeln des nicht dargestellten Zuführungsschlauches wird das Rückschlagventil 25 automatisch
geöffnet, um das Fluid 18 in die Hohlkörper 17 zu pumpen. Soll der Druck in den Hohlkörpern 17 verringert werden, so wird beim Ankuppeln des drucklosen Zuführungsschlauches überschüssiges Öl abgelassen. Auf diese Weise kann der Druck im Innern der Hohlkörper 17 entsprechend den produkt- und vibrationsabhängigen Parametern optimal eingestellt werden.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung steht die Ringleitung 24 mit einer an sich bekannten Pumpeneinheit in Verbindung. Die Pumpeneinheit ist in die Formmaschine integriert, wobei der Förderdruck der Pumpe in bekannter Weise einstellbar und/oder regelbar ist, so dass auch während des Formvorganges der Druck in den Hohlkörpern 17 verändert und den wechselnden Betriebsbedingungen, beispielsweise bei Verwendung von Kern- und Vorsatzbeton, optimal angepasst werden kann. Auch bei dieser Ausführung kann ein Druckspeicher verwendet werden, der dann zwischen Pumpeneinheit und Ringleitung 24 angeordnet wird.
Ein weiteres, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass jeder der Hohlkörper 17 ein Rückschlagventil 25 und einen Schlauchanschluss 26 aufweist. Dadurch kann der Druck in den Hohlkörpern an den vier Seiten des Formeinsatzes 9 unabhängig voneinander auf verschiedene Werte eingestellt werden, so dass sich ein asymmetrisches Schwingungsverhalten des Formeinsatzes 9 ergibt, das in bestimmten Fällen erwünscht ist.
Die Hohlkörper 17 können teilweise durch andere Dämpfungsmittel ersetzt oder ergänzt sein, beispielsweise Dämpfungsplatten, Magnetanordnungen usw. Solche andere Dämpfungsmittel können an anderen Seiten des Formeinsatzes von den Hohlkörpern getrennt oder in denselben Lücken 16 in Seitenrichtung und/oder im Schrägverlauf der Lücken gegen die Hohlkörper versetzt
angeordnet sein.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform skizziert, in welcher eine Fläche 14K einander zugewandten Flächen von der anderen Fläche 15 weg gewölbt und damit die Lücke 16K in der Mitte gegenüber den Rändern erweitert ist. Der gewölbte Verlauf der Fläche 14K führt zum einen zu einer in jedem Verformungszustand des Hohlkörpers 17K automatischen Zentrierung des Hohlkörpers. Zum anderen kann günstigerweise über den Verlauf der gewölbten Fläche in Grenzen ein Weg-Kraft-Verlauf der Relativbewegung von Formrahmen und Formeinsatz vorgegeben werden. In diesem
Ausführungsbeispiel ist keine untere Lücke zweiter Art vorgesehen.
In Fig. 7 ist eine Ausführung skizziert, bei welcher in einer oberen Lücke 16 erster Art ein auf zwei verbundene Schlauchkörper 17.1 und 17.2 aufgeteilter Hohlkörper zwischen der Fläche 14 der Vertiefung 12 und der Fläche 15 des Vorsprungs 13 angeordnet ist, wogegen in der Lücke 36 zweiter Art zwischen Fläche 34 der Vertiefung und 35 des Vorsprungs ein Hohlkörper 47 angeordnet ist. Die Hohlkörper in der Lücke 16 können aus einer anderen Fluidquelle gespeist sein und/oder unter anderem Fluiddruck stehen als die Hohlkörper in den Lücken 36 zweiter Art. Es können auch mehr als zwei Teil-Hohlkörper vorgesehen sein.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein einstückiges Hohlkörperprofil 57 mehrere Hohlkörper in unterschiedlichen Lücken miteinander verbindet und insbesondere zusätzlich zu Hohlkörpern 57.1 in einer oberen Lücke erster Art und 57.2 in einer unteren Lücke zweiter Art ein weiterer Hohlkörper 57.3 in einer Lücke zwischen horizontal beabstandeten, einander zugekehrten vertikalen Wandflächen von Formeinsatz und Formrahmen vorgesehen ist. Die Hohlkörper 57.1 , 57.2 und 57.3 sind vorzugsweise selektiv
druckbeaufschlagbar. Die Vorsprünge und Vertiefungen an Formrahmen und Formeinsatz sind in diesem Beispiel im wesentlichen rechteckig.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere können auch die skizzierten Beispiele für Dämpfungsmittel in anderer Weise kombiniert werden.